Question

在探究“動能大小與哪些因索有關(guān)”的活動中，提供以下器材：中間有溝槽的木質(zhì)軌道（如圖所示，其中AB部分傾斜并與平直部分BC平滑連接，溝槽較光滑）、大小與溝槽相當(dāng)?shù)牟Ａ�球和鐵球各一只、輕質(zhì)彈簧、刻度尺各一個．

（1）利用這套器材進行實驗時，可以通過比較 ______的大小來比較小球動能的大�。�
（2）為了研究動能與質(zhì)量大小的關(guān)系．請你寫出簡要的操作步驟：______．
（3）在課外興趣小組活動中，物理老師曾經(jīng)告訴同學(xué)們“重力勢能的大小與物體被舉起的高度成正比”．善于動腦的小明利用上述器材設(shè)計了一個研究彈簧彈性勢能E彈與壓縮量x之間關(guān)系的實驗方案：用某個小球?qū)�彈簧壓縮并測量出壓縮量x；松手釋放小球并在木板上記下小球上沖到達的最高位置；用刻度尺測量出小球上升的高度h．表數(shù)據(jù)是小明的實驗記錄．

實驗次數(shù)	彈簧壓縮量x（cm）	上升高度h（cm）
1	1.00	1.50
2	2.00	5.99
3	3.00	13.50
4	4.00	23.89

由表中可知，若壓縮量x=1.00cm時，小球上升的高度為h₁，壓縮量x=2.50cm時，小球上升的高度為h₂，則h₁______h_2 （填：“＞”、“＜”或“=”）．
（4）若小球到達最高點時彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能．分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)彈簧彈性勢能E_彈與壓縮量x ______正比（成/不成）．

Answer 1

解：（1）通過小球下滑后，對彈簧壓縮的程度來反映動能的大小．動能越大，彈簧壓縮后的形變程度就越大．
（2）需要按照控制變量法，保證物體運動速度相同．
具體做法：分別讓玻璃球和鐵球從溝槽的同一高度滑下，當(dāng)球的速度相同時，質(zhì)量越大，球的動能越大．
（3）當(dāng)彈簧壓縮程度越大時，彈簧彈性形變程度越大，彈性勢能越大，轉(zhuǎn)化為的動能越大．
當(dāng)物體向上滑動時，轉(zhuǎn)化為的重力勢能也就越大．
所以h₁＜h₂．
（4）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)彈簧壓縮量增大4倍后，物體上升高度增大的倍數(shù)不是4倍，所以彈簧彈性勢能E_彈與壓縮量x不成正比．
故答案為：
（1）輕質(zhì)彈簧被壓縮后形變．
（2）分別讓玻璃球和鐵球從溝槽的同一高度滑下，當(dāng)球的速度相同時，質(zhì)量越大，球的動能越大．
（3）＜．
（4）不成．
分析：物體動能和兩個因素有關(guān)，一是物體質(zhì)量，二是物體運動速度．
彈性勢能和彈性形變程度有關(guān)，彈性形變程度越大，彈性勢能越大．
重力勢能和兩個因素有關(guān)，一是物體重力，二是物體上升高度．
探究過程應(yīng)按照控制變量法進行．
點評：本題考查學(xué)生對動能、勢能的影響因素及其轉(zhuǎn)化的掌握情況；在研究多變量的關(guān)系時，一定要運用控制變量法．